串級控制舉例說明:優點和缺點

通過 Joost Nusselder | 更新日期:  2022 年 10 月 18 日
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有這麼多的傳感器和電路要檢查,任務可能會令人生畏——這就是級聯的用武之地。

級聯是根據是否已激活較早的設備來打開或關閉其他設備的過程。

它通過在每個電路路徑一次只允許一個傳感器在應該發生時激活來防止失序操作和意外操作。

舉例說明什麼是級聯控制?

級聯控制安排是一種保持多級恆定的方法,一個控制器的輸出驅動另一個控制器的設定點。

例如:一個液位控制器驅動流量控制器,使它們都有自己想要的量,而不僅僅是控制各自控制器上的一個或兩個點。

串級控制如何工作?

級聯控制是一種反饋迴路,其中一個控制器的輸出向另一個控制器提供輸入。

有了這個系統,干擾就更容易處理,因為如果過程的一個部分出現問題(例如,它變得太熱),那麼只需要修復該部分,而不是在生產的每個方面都被關閉並重新啟動。曾經像以前一樣,人們會關閉所有機器,同時花幾個小時或幾天的時間尋找問題所在,直到有人最終弄清楚如何解決發生的問題。

為什麼我們要使用級聯控制?

級聯控制是一個尋求通過減少干擾影響來提高性能的過程。 通過使用預警變量,級聯控制可以防止或減少由於機器故障和材料短缺等中斷而對流程和產品造成的不利影響。

通過提前控制關鍵變量來預防問題發生,級聯控制可以幫助用戶避免設備故障或耗材耗盡等破壞性事件。

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串級控制的優點和缺點是什麼?

級聯控制是一種有其缺點的干擾抑制方法。 級聯控制的一個缺點是需要額外的測量(通常是流量)才能正常工作,兩個缺點是需要多個控制器,這可能會出現問題,因為您有多個具有不同調諧的控制器。

當然,當涉及到這樣的設計方法時,並非所有缺點都超過優點,但這三種方法肯定會引起一些問題——如果沒有足夠的經驗或時間,確保工程師正確調整每個新組件會變得困難!

級聯控制有前饋嗎?

前饋控制是在干擾對系統產生任何不利影響之前阻止干擾的有效方法。 與級聯控制不同的是,級聯控制衡量的是它們的表現,並且只能對影響其受控變量的個體干擾做出反應,前饋也考慮了其他因素,以免在面臨新挑戰時措手不及。

串級控制系統成功的最低標準是什麼?

為了確保級聯成功,預警過程變量 PV2 需要能夠在發生相關擾動 (D1) 時以及響應最終控制元件操作時先於外部初級 PV2 做出響應。

級聯電路用在什麼地方?

級聯電路是一種用很少的步驟完成大量工作的巧妙方法。 這是因為它們允許傳感器和電路失序,這對於冰箱或工業生產線等許多類型的設備來說將是災難性的。 級聯電路通過根據需要打開和關閉各個部件來確保這些機器的安全,以便所有部件同時正常運行!

如何調整級聯控制系統?

調整級聯循環:有兩種方法可以調整級聯循環。 第一種方法是將各個從屬控制器調節為正常的 PID 迴路,然後相應地調整主控制器的參數,這將與該類型配置中所有其他從屬控制器的調整相關聯。 或者,您可以以相反的方式進行操作,在進入本地自動或手動模式之前調整主控制器設置,具體取決於我們在任何給定時間為系統使用的控制方案類型。

什麼是級聯儀器?

控制器通常以級聯方式相互連接。 這意味著一個控制器的輸出將作為另一個控制器的輸入發送,兩個控制器感知同一過程的不同方面。

“瀑布”一詞通常是指將多個瀑布或溪流連接在一起,使它們在下游的某個點相遇,並在舊的漣漪之上產生新的漣漪; 通過這種方式,您可以看到河流和小溪如何隨著時間的推移而形成,因為需要許多較小的支流沿著其路線不斷增加流量,直到最終有足夠的動力讓它們匯合成像太浩湖這樣的大湖! 類似地,當兩個(或更多)控制迴路通過在它們之間來回傳遞信號來級聯時,不斷調整參數。

什麼是級聯溫度控制?

溫度控制中的級聯控制涉及兩個離散迴路。 第一個迴路提供 PID 控制加熱的設定點,該設定點的設計比加熱系統中的線性增益和擾動響應更好,並改善了響應時間。

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我是 Joost Nusselder,Tools Doctor 的創始人、內容營銷人員和父親。 我喜歡嘗試新設備,自 2016 年以來,我一直與我的團隊一起撰寫深入的博客文章,以幫助忠實的讀者提供工具和製作技巧。